308. Range Sum Query 2D - Mutable

Given a 2D matrix matrix, find the sum of the elements inside the rectangle defined by its upper left corner (row1, col1) and lower right corner (row2, col2).

Range Sum Query 2D
The above rectangle (with the red border) is defined by (row1, col1) = (2, 1) and (row2, col2) = (4, 3), which contains sum = 8.

Example:

Given matrix = [
  [3, 0, 1, 4, 2],
  [5, 6, 3, 2, 1],
  [1, 2, 0, 1, 5],
  [4, 1, 0, 1, 7],
  [1, 0, 3, 0, 5]
]

sumRegion(2, 1, 4, 3) -> 8
update(3, 2, 2)
sumRegion(2, 1, 4, 3) -> 10

Note:

  1. The matrix is only modifiable by the update function.
  2. You may assume the number of calls to update and sumRegion function is distributed evenly.
  3. You may assume that row1 ≤ row2 and col1 ≤ col2.

一刷
題解: 二維Binary Indexed Tree

public class NumMatrix {

    int[][] tree;
    int[][] nums;
    int m;
    int n;
    
    public NumMatrix(int[][] matrix) {
        if (matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0) return;
        m = matrix.length;
        n = matrix[0].length;
        tree = new int[m+1][n+1];
        nums = new int[m][n];
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                update(i, j, matrix[i][j]);
            }
        }
    }

    public void update(int row, int col, int val) {
        if (m == 0 || n == 0) return;
        int delta = val - nums[row][col];
        nums[row][col] = val;
        for (int i = row + 1; i <= m; i += i & (-i)) {
            for (int j = col + 1; j <= n; j += j & (-j)) {
                tree[i][j] += delta;
            }
        }
    }

    public int sumRegion(int row1, int col1, int row2, int col2) {
        if (m == 0 || n == 0) return 0;
        return sum(row2+1, col2+1) + sum(row1, col1) - sum(row1, col2+1) - sum(row2+1, col1);
    }
    
    public int sum(int row, int col) {
        int sum = 0;
        for (int i = row; i > 0; i -= i & (-i)) {
            for (int j = col; j > 0; j -= j & (-j)) {
                sum += tree[i][j];
            }
        }
        return sum;
    }
}
// time should be O(log(m) * log(n))

二刷
同上 segment tree

public class NumMatrix {
    
    class TreeNode {
        int row1, row2, col1, col2, sum;
        TreeNode c1, c2, c3, c4;
        public TreeNode (int row1, int col1, int row2, int col2) {
            this.row1 = row1;
            this.col1 = col1;
            this.row2 = row2;
            this.col2 = col2;
            this.sum = 0;
        }
    }

    TreeNode myroot;
    
    public NumMatrix(int[][] matrix) {
        if (matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0) return;
        
        myroot = buildTree(matrix, 0, 0, matrix.length-1, matrix[0].length-1);    
    }
    
    private TreeNode buildTree(int[][] matrix, int row1, int col1, int row2, int col2) {
        if (row2 < row1 || col2 < col1) return null;
            
        TreeNode node = new TreeNode(row1, col1, row2, col2);
        if (row1 == row2 && col1 == col2) {
            node.sum = matrix[row1][col1];
            return node;
        }
        
        int rowMid = row1 + (row2 - row1) / 2;
        int colMid = col1 + (col2 - col1) / 2;
        node.c1 = buildTree(matrix, row1, col1, rowMid, colMid);
        node.c2 = buildTree(matrix, row1, colMid+1, rowMid, col2);
        node.c3 = buildTree(matrix, rowMid+1, col1, row2, colMid);
        node.c4 = buildTree(matrix, rowMid+1, colMid+1, row2, col2);
        
        node.sum += (node.c1 == null) ? 0 : node.c1.sum;
        node.sum += (node.c2 == null) ? 0 : node.c2.sum;
        node.sum += (node.c3 == null) ? 0 : node.c3.sum;
        node.sum += (node.c4 == null) ? 0 : node.c4.sum;
        return node;
    }

    public void update(int row, int col, int val) {
        updateTree(myroot, row, col, val);
    }
    
    private void updateTree(TreeNode root, int row, int col, int val) {
        if (root == null) return;
        
        if (row < root.row1 || row > root.row2 || col < root.col1 || col > root.col2)
            return;
            
        if (root.row1 == root.row2 && root.row1 == row && root.col1 == root.col2 && root.col1 == col) {
            root.sum = val;
            return;
        }
            
        updateTree(root.c1, row, col, val);
        updateTree(root.c2, row, col, val);
        updateTree(root.c3, row, col, val);
        updateTree(root.c4, row, col, val);
        
        root.sum = 0;
        root.sum += (root.c1 == null) ? 0 : root.c1.sum;
        root.sum += (root.c2 == null) ? 0 : root.c2.sum;
        root.sum += (root.c3 == null) ? 0 : root.c3.sum;
        root.sum += (root.c4 == null) ? 0 : root.c4.sum;
    }

    public int sumRegion(int row1, int col1, int row2, int col2) {
        return sumRegionTree(myroot, row1, col1, row2, col2);
    }
    
    private int sumRegionTree(TreeNode root, int row1, int col1, int row2, int col2) {
        if (root == null) return 0;
        
        if (root.row2 < row1 || root.row1 > row2 || root.col2 < col1 || root.col1 > col2)
            return 0;
        
        if (root.row1 >= row1 && root.row2 <= row2 && root.col1 >= col1 && root.col2 <= col2)
            return root.sum;
        
        return sumRegionTree(root.c1, row1, col1, row2, col2) + 
               sumRegionTree(root.c2, row1, col1, row2, col2) +
               sumRegionTree(root.c3, row1, col1, row2, col2) +
               sumRegionTree(root.c4, row1, col1, row2, col2);
    }
}
最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末锦募,一起剝皮案震驚了整個濱河市社付,隨后出現(xiàn)的幾起案子剃执,更是在濱河造成了極大的恐慌癞尚,老刑警劉巖丛肮,帶你破解...
    沈念sama閱讀 212,816評論 6 492
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件笤成,死亡現(xiàn)場離奇詭異待德,居然都是意外死亡狈惫,警方通過查閱死者的電腦和手機狭归,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 90,729評論 3 385
  • 文/潘曉璐 我一進(jìn)店門夭坪,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來,“玉大人过椎,你說我怎么就攤上這事室梅。” “怎么了疚宇?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 158,300評論 0 348
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵亡鼠,是天一觀的道長。 經(jīng)常有香客問我敷待,道長间涵,這世上最難降的妖魔是什么? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 56,780評論 1 285
  • 正文 為了忘掉前任榜揖,我火速辦了婚禮勾哩,結(jié)果婚禮上,老公的妹妹穿的比我還像新娘举哟。我一直安慰自己思劳,他們只是感情好,可當(dāng)我...
    茶點故事閱讀 65,890評論 6 385
  • 文/花漫 我一把揭開白布妨猩。 她就那樣靜靜地躺著潜叛,像睡著了一般。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪壶硅。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上威兜,一...
    開封第一講書人閱讀 50,084評論 1 291
  • 那天,我揣著相機與錄音庐椒,去河邊找鬼牡属。 笑死,一個胖子當(dāng)著我的面吹牛扼睬,可吹牛的內(nèi)容都是我干的逮栅。 我是一名探鬼主播悴势,決...
    沈念sama閱讀 39,151評論 3 410
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼措伐!你這毒婦竟也來了特纤?” 一聲冷哼從身側(cè)響起,我...
    開封第一講書人閱讀 37,912評論 0 268
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤侥加,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎捧存,沒想到半個月后,有當(dāng)?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體担败,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 44,355評論 1 303
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡昔穴,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 36,666評論 2 327
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了提前。 大學(xué)時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片吗货。...
    茶點故事閱讀 38,809評論 1 341
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖狈网,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出宙搬,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤拓哺,帶...
    沈念sama閱讀 34,504評論 4 334
  • 正文 年R本政府宣布勇垛,位于F島的核電站,受9級特大地震影響士鸥,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏闲孤。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環(huán)境...
    茶點故事閱讀 40,150評論 3 317
  • 文/蒙蒙 一烤礁、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望讼积。 院中可真熱鬧,春花似錦鸽凶、人聲如沸币砂。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 30,882評論 0 21
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽。三九已至亿蒸,卻和暖如春凑兰,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間,已是汗流浹背边锁。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 32,121評論 1 267
  • 我被黑心中介騙來泰國打工姑食, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道東北人茅坛。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 46,628評論 2 362
  • 正文 我出身青樓音半,卻偏偏與公主長得像则拷,于是被迫代替她去往敵國和親。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子曹鸠,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點故事閱讀 43,724評論 2 351

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容